فيديو السؤال: حساب تركيز هيدروكسيد الليثيوم بالمللي مولار عن طريق المعايرة بحمض الكبريتيك الكيمياء • الصف الثالث الثانوي

نسخة الفيديو النصية

يستخدم محلول قياسي تركيزه 0.25 مولار من ‪H2SO4‬‏ لتعيين تركيز محلول حجمه 220 ملليلترًا من ‪LiOH‬‏. نتج عن إضافة 143 ملليلترًا من ‪H2SO4‬‏ تعادل تام. ما تركيز محلول ‪LiOH‬‏؟ أعط إجابتك بوحدة مللي مولار.

تذكر أنه في تفاعل التعادل، يتفاعل حمض مع قاعدة لإنتاج ملح وماء. لنلق نظرة على السؤال ونحدد كل مكون من مكونات التفاعل. ‏‪H2SO4‬‏، أو حمض الكبريتيك، هو الحمض. و‪LiOH‬‏، أو هيدروكسيد الليثيوم، هو القاعدة. وهما يتفاعلان لإنتاج الماء، وصيغته الكيميائية ‪H2O‬‏، وملح. ينتج الماء عند اتحاد الهيدروجين من الحمض مع الهيدروكسيد من القاعدة. يعني هذا أن الملح لابد من أن ينتج من اتحاد الكبريتات من الحمض والليثيوم من القاعدة.

لاحظ أنه في صيغة حمض الكبريتيك يوجد أيونا هيدروجين لكل أيون كبريتات. الهيدروجين والليثيوم موجودان في نفس المجموعة في الجدول الدوري وسوف يكونان روابط بطريقة مماثلة. هذا يعني أنه عندما كتبنا صيغة الملح، كان علينا أن نكتب أيونين من الليثيوم لكل أيون كبريتات. لقد حددنا جميع المكونات في هذا التفاعل. ولكن ما زلنا بحاجة إلى التأكد من أن المعادلة موزونة. سنحتاج إلى وضع المعامل اثنين أمام هيدروكسيد الليثيوم وأمام الماء. أصبحت المعادلة الآن موزونة، ويمكننا الاستمرار في الإجابة عن السؤال.

استخدم محلول قياسي - أي محلول ذو تركيز معلوم - لتحديد تركيز محلول آخر. يتم ذلك غالبًا عن طريق تجربة المعايرة. على هذا النحو، دعونا نتذكر المعادلة الأساسية لحل مسائل المعايرة. ‏‪𝑛‬‏ يساوي ‪𝑐𝑣‬‏؛ حيث ‪𝑛‬‏ هو المقدار بالمول، و‪𝑐‬‏ هو التركيز بالمول لكل لتر، و‪𝑣‬‏ هو الحجم باللتر. يمكننا إنشاء جدول لمساعدتنا في مطابقة القيم المعطاة في السؤال بمتغيرات المعادلة الأساسية. سنكتب أيضًا النسبة المولية للحمض والقاعدة.

استخدم محلول قياسي تركيزه 0.25 مولار من حمض الكبريتيك. هذا هو تركيز حمض الكبريتيك. لاحظ أن المولار والمول لكل لتر وحدتان متكافئتان. أضيف محلول حمض الكبريتيك إلى 220 ملليلترًا من محلول هيدروكسيد الليثيوم. الحجم معطى بالملليلتر، ولكن لا بد من تحويله إلى لتر لكي يحذف مع وحدة اللتر الموجودة في وحدة التركيز أثناء الحل. تذكر أن 1000 ملليلتر يساوي لترًا واحدًا. لتحويل الحجم إلى لتر، فإننا نضرب 220 ملليلترًا في لتر واحد لكل 1000 ملليلتر. يعطينا ذلك حجمًا يساوي 0.22 لتر. حجم حمض الكبريتيك المستخدم في التجربة يساوي 143 ملليلترًا.

مرة أخرى، علينا التحويل بضرب 143 ملليلترًا في لتر واحد لكل 1000 ملليلتر. يعطينا ذلك حجمًا يساوي 0.143 لتر. يطلب السؤال منا تحديد تركيز هيدروكسيد الليثيوم. يمكننا وضع علامة استفهام في المربع المناسب في الجدول. والآن بعد كتابة القيم المعطاة في الجدول، أصبحنا مستعدين لحل المسألة. يمكننا التعويض بتركيز حمض الكبريتيك وحجمه في المعادلة الأساسية لإيجاد عدد مولات حمض الكبريتيك، وهو 0.03575 مول.

والآن بعد أن عرفنا عدد مولات الحمض المستخدم، يمكننا تحديد عدد مولات القاعدة المستخدمة. بالنظر إلى معاملات المعادلة الكيميائية الموزونة، يمكننا أن نلاحظ أن النسبة المولية لحمض الكبريتيك إلى هيدروكسيد الليثيوم هي واحد إلى اثنين. وبما أن النسبة المولية ليست واحدًا إلى واحد، فسيتعين علينا إجراء عملية حسابية لتحويل مولات حمض الكبريتيك إلى مولات هيدروكسيد الليثيوم. نبدأ العملية الحسابية بمولات حمض الكبريتيك. يمكننا بعد ذلك الضرب في النسبة المولية المكتوبة في صورة كسر، مع وجود مولات حمض الكبريتيك في المقام؛ بحيث تحذف الوحدات معًا. نجري العملية الحسابية ونجد أن عدد مولات هيدروكسيد الليثيوم يساوي 0.0715 مول.

بعد ذلك، يمكننا إعادة ترتيب المعادلة الأساسية لإيجاد تركيز هيدروكسيد الليثيوم. يمكننا أن نعوض بكمية هيدروكسيد الليثيوم وحجمه ونجد أن تركيز هيدروكسيد الليثيوم يساوي 0.325 مولار. لكن السؤال يطلب منا كتابة الإجابة بالمللي مولار. ‏1000 مللي مولار يساوي مولار واحد. يمكننا ضرب التركيز بالمولار في 1000 مللي مولار لكل مولار. وهذا يعطينا تركيزًا نهائيًّا لهيدروكسيد الليثيوم مقداره 325 مللي مولار.